Ejemplos de
defectos característicos:
Acetileno (C2H2).
La presencia
del acetileno en el gas en solución en el aceite es siempre debido a un fallo
eléctrico.
Si el C2H2
está acompañado solamente de CH4 y de H2, se trata de
arco de duración limitada en el aceite. Si estos elementos son acompañados de
CO y CO2 éste arco compromete el aislamiento del transformador.
Si estos mismos elementos sin CO
ni CO2, son acompañados de C2H6, C3H8,
C2H4, C3H6 ellos son producto de
fuertes DPs (descargas parciales) o de arcos en el aceite. Si además se observa
CO, las descargas se producirían en los aislantes sólidos: Si las descargas son
realmente grandes los hidrocarburos no saturados predominan sobre los saturados.
En el caso de pequeñas descargas parciales, ellas son más erosionantes para los
aislantes sólidos cuanto más grande es la relación CO/CO2.
Etileno
(C2H4).
Si los
productos de degradación contienen C2H4 (sin C2H2), se trata
siempre de una degradación térmica, si no hay CO2, en el punto
caliente no intervienen los aislantes sólidos.
La
temperatura de este fallo será superior o inferior a 500°C según sea mayor la
cantidad de C2H4 o de CH4 respectivamente entre los
productos detectados. En general están acompañados de H2, C2H6,
C3H8 y C3H6.
Cuando además en estos compuestos, se constata la presencia de
CO2 y eventualmente de CO, el fallo es en un punto caliente igual o
superior a 130°C. Mientras no se alcance
la temperatura de 300°C la razón CO/CO2 permanece del orden de 0.1,
el dióxido de carbono (CO2) está siempre presente en mayor
concentración.
Dióxido de
carbono (CO2).
En ausencia
de C2H2 y del C2H4, el CO2,
solo o acompañado de un poco de CO o de CH4, es característico de un
envejecimiento térmico normal del papel.
Cuando se observa además un
fuerte predominio del H2 y de hidrocarburos saturados, como C2H6,
C3H8 y C3H6, con una relación de
CO/CO2 superior a 0.1, se trata de pequeñas descargas parciales que
erosionan por largo tiempo los aislantes sólidos.
Hidrogeno (H2).
La presencia de H2
(hidrogeno), solo o acompañado eventualmente de una cantidad de CH4 (metano),
es debida a descargas parciales, ya sea en el aislamiento, en la superficie
libre del aceite, o bien, es la primera manifestación de un fallo eléctrica más
grave.
Compuestos
del aire (O2, N2).
En el caso de fallas en el relé
Buchholz o DGPT2, puede ser que el gas sacado de éste contenga O2 y
N2. Si la proporción O2, N2 es similar a la
del aire, se puede tratar de una entrada de aire. Si la proporción de O2
es mucho menor que la del aire, esto puede ser debido a un punto caliente de
temperatura superior a 100°C en efecto, el coeficiente de solubilidad del N2
en los aceites minerales clásicos pasa por un máximo entre 80 y 100°C.
Interpretación
de resultados
Existen varios criterios basados en años experiencia e investigación.
Estos criterios están descriptos en las normas IEC 60599 y en la IEEE C 57.104.
Los criterios son los de IEEE (Dornenburg, Rogers y gases clave), los códigos
de relación de IEC y el triángulo de Duval. En algunos casos, los métodos de
Dornenburg, Rogers e IEC no arrojan diagnóstico. El método más conocido es el
del triángulo de Duval que utiliza las proporciones de solo tres gases. Según
las proporciones relativas de los mismos se puede representar en un triángulo y
obtener el diagnóstico. En la figura 5 se muestra el triángulo de Duval.
Figura
5: Método gráfico del triángulo de Duval
Esta técnica requiere de mucha
experiencia adquirida a través de varios ensayos en un mismo transformador y en
transformadores distintos.
Ambigüedad
de ciertos diagnósticos
La
identificación de un fallo con ayuda del análisis de los gases formados se da
solo para un tipo de fallo a la vez. Es corriente que un transformador en servicio presente dos fallos simultáneos o
simplemente un fallo superpuesto al envejecimiento térmico normal. La
incertidumbre no es siempre fácil de discernir pero puede ser utilizado un
cierto número de criterios: en particular, el caso de una relación CO/CO2
> 0.1 debe ser siempre considerado como índice de descarga que compromete al
aislamiento. Desgraciadamente se trata de una condición suficiente pero no
necesaria.
Una
ambigüedad clásica proviene de la superposición de un pequeño fallo térmico, un
punto caliente del orden de 120°C por ejemplo, y pequeñas descargas parciales
en el aislamiento sólido, en este caso, hay C2H4 sin C2H2
y el diagnostico que se da es “punto caliente en el aislamiento sólido”, lo que
es verdad pero ignora la existencia de descargas parciales en el aislamiento
sólido. Si en este caso existe una
relación CO/CO2 superior a 0.1 debe pensarse en la superposición de
estos dos efectos, igualmente una relación C2H6/C2H4
> 1 es siempre índice de descarga parcial.
En fin, se puede llegar a que
gracias a la presencia del C2H2 existe un arco eléctrico
y que la presencia de una gran cantidad de monóxido de carbono, ampliamente
superior a la del dióxido de carbono, hace pensar en un arco que compromete al
aislamiento a base de celulosa. También puede tratarse, a menudo, de un arco en
el aceite que atacan, al barniz o la pintura.
Frecuencia
de los controles
Un defecto puede aparecer en un transformador teóricamente en
cualquier momento, pero lo más frecuente es que se manifieste en la primera
época de su vida, debido a posibles errores de diseño o imperfecciones en el
montaje.
Por ello es muy conveniente vigilar el transformador especialmente
durante este periodo. De acuerdo con este criterio, se recomienda mantener la
siguiente frecuencia de vigilancia:
- Transformadores de red: En el momento de su puesta en servicio, a los tres meses, al año y después cada dos años.
- Transformadores de central: En el momento de su puesta en servicio, a los tres meses, a los seis meses, al año y después cada año.
Naturalmente, si en algún análisis se detecta algo anormal, la
frecuencia de vigilancia debería reducirse para estudiar la evolución del
posible defecto con mayor detalle.
FUENTES:
Asinel: Detección de averías en Transformadores
Norma IEC 60599 (UNE-EN 60599): Equipos eléctricos impregnados en aceite en
servicio. Guía para la interpretación de los análisis de gases disueltos y
libres.
Norma IEC 60567 (UNE-EN 60567): Equipos eléctricos sumergidos en
aceite. Toma de muestras de gases y aceite para el análisis de gases libres y disueltos
Norma
IEEE C 57.104 Guide for the Interpretation
of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers
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